KR100872635B1 - Front suspension structure of passenger car - Google Patents

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Abstract

A front suspension structure of the passenger car is provided to prevent the bend of lower arm and deflection of the rearward bush installation point since the load applied to the lower arm is decreased. A front suspension structure of the passenger car comprises an upper arm(10) and lower arm which is mounted in the car body frame, a knuckle(30) which is connected between the upper arm and the lower arm(20), a shock absorber(50) for damping the vibration installed at the lower arm, a spring seat(11) integrally formed in the upper arm. The bottom of the spring(60) is mounted on the spring seat.

Description

승용차의 프론트 서스펜션 구조{front suspension structure of passenger car}Front suspension structure of passenger car

본 발명은 승용차의 프론트 서스펜션 구조에 관한 것으로, 특히 어퍼암의 성형성이 향상되고 로어암의 내구성이 향상될 수 있도록 된 승용차의 프론트 서스펜션 구조에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a front suspension structure of a passenger car, and more particularly, to a front suspension structure of a passenger car in which the formability of the upper arm can be improved and the durability of the lower arm can be improved.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 승용차의 프론트 서스펜션 구조는 차체 프레임의 측면 상/하부에 각각의 전/후 부시를 매개로 어퍼암(10)과 로어암(20)이 장착되고, 상기 어퍼암(10)과 로어암(20)의 사이에 너클(30)이 상/하 볼조인트로 연결되며, 상기 너클(30)에는 드라이브샤프트(40)가 관통 지지되고, 상기 로어암(20)에는 차체를 지지하는 쇽업소버(50)가 설치되며, 상기 쇽업소버(50)에는 충격 흡수를 위한 스프링(60)이 설치되어 있었다.1 and 2, the front suspension structure of a conventional passenger car is equipped with an upper arm 10 and a lower arm 20 via respective front and rear bushes on the upper and lower sides of the body frame, A knuckle 30 is connected between the upper arm 10 and the lower arm 20 by upper and lower ball joints, and the drive shaft 40 is penetrated and supported by the knuckle 30, and the lower arm 20 The shock absorber 50 supporting the vehicle body is installed, and the shock absorber 50 is provided with a spring 60 for shock absorption.

한편, 상기 어퍼암(10)은 단조 가공된 것을 사용하였는데, 이는 FLD(forming Limit Diagram)를 작성해 본 결과 도 3에 도시된 바와 같이 차체측 면(전방 부시 설치지점(Cf)와 후방 부시 설치지점(Cr) 사이의 면)의 후방 부시 설치지점(Cr) 쪽 부분에 크랙(C)이 발생하므로 포밍(forming)만으로는 제작이 불가하였기 때문이었 다.On the other hand, the upper arm 10 was used forged, which is the result of creating a forming limit diagram (FLD) as shown in Figure 3 body side (front bush installation point (Cf) and rear bush installation point) This was because cracking (C) occurs in the rear bush installation point (Cr) side of the surface (Cr) between (Cr) was not possible to produce only by forming (forming).

또한, 상기 후방 부시 설치지점(Cr)을 차량 후방쪽으로 더 연장할 경우 포밍공정만으로 성형이 가능하나 도 2에서와 같이 상기 후방 부시 설치지점(Cr)과 상기 스프링(60) 사이의 갭(g)이 작아 그러한 방법도 사용할 수 없었으므로 불가피하게 크랙이 발생하지 않는 형상으로 1차 포밍 후 2차 단조 가공 실시를 통해 최종적인 형상을 가지도록 하였었다.In addition, when extending the rear bush installation point (Cr) further toward the rear of the vehicle can be molded only by the forming process, but as shown in Figure 2 the gap (g) between the rear bush installation point (Cr) and the spring (60) Since such a method could not be used because of its small size, it was inevitably made to have a final shape by performing a secondary forging after the first forming to a shape in which cracks did not occur.

따라서, 종래의 어퍼암(10)은 포밍 공정에 더하여 단조 공정을 필요로 하므로 성형성이 좋지 않으며, 또한 소요 비용도 증가하게 되는 문제점이 있었다.Therefore, since the conventional upper arm 10 requires a forging process in addition to the forming process, there is a problem in that moldability is not good and the required cost also increases.

한편, 상기 종래의 서스펜션 구조에서는 상기 쇽업소버(50)에 스프링(60)이 설치되어 있어서, 상기 로어암(20)에 쇽업소버(50)에 걸리는 하중뿐만 아니라 스프링(60)에 걸리는 하중까지 작용하므로 로어암(20)에 과도한 하중이 작용하게 된다.On the other hand, in the conventional suspension structure, the spring (60) is provided on the shock absorber (50), so that the load applied to the spring (60) as well as the load applied to the shock absorber (50) on the lower arm (20). Therefore, an excessive load acts on the lower arm 20.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이 로어암(20)은 전방 부시 설치지점(A)과 너클 연결지점(B)을 연결하는 선이 횡력(F)과 동일선상에 위치할수록 즉, L의 절대값이 작을수록 양호한 횡강성을 얻게 되는데, 횡강성 강화를 위해서 전방 부시 설치지점(A)을 전방으로 이동할수록 쇽업소버 설치지점(S)이 상대적으로 후방 부시 설치지점(G)과 너클 연결지점(B)을 연결하는 선에 가깝게 되므로 후방 부시 설치지점(G)에 하중이 많이 걸리게 되어 도 5에 도시된 바와 같이 좌굴(D부위)이 발생한다.In addition, as shown in FIG. 4, the lower arm 20 is positioned such that the line connecting the front bush installation point A and the knuckle connection point B is on the same line as the lateral force F, that is, the absolute value of L. The smaller the value, the better the lateral stiffness, and the more the front bush installation point (A) moves forward to strengthen the lateral stiffness, the shock absorber installation point (S) is relatively the rear bush installation point (G) and the knuckle connection point (B). Since it becomes close to the line connecting the), a lot of load is applied to the rear bush installation point (G) occurs as shown in Figure 5 (buckling D) occurs.

또한, 통상 전방 부시(A점에 사용되는 부시)에 비하여 후방 부시(G점에 사용되는 부시)는 무른 성질의 것을 사용하고 있으므로 상기와 같이 가중된 하중에 의 해 후방 부시 설치지점(G)에 하방 처짐이 발생되는 문제점이 있었다.In addition, since the rear bush (the bush used for the point G) is of a soft nature compared to the front bush (the bush used for the point A), the rear bush installation point (G) is loaded by the weighted load as described above. There was a problem that the downward deflection occurs.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 어퍼암의 후방 부시 설치지점을 후방으로 연장할 수 있게 되어 단조 가공을 실시할 필요가 없게 됨으로써 성형성이 향상되고 비용이 절감됨은 물론, 로어암에 가해지는 하중을 감소시킬 수 있게 되어 로어암의 좌굴 및 후방 부시 설치지점의 처짐 현상을 방지할 수 있도록 된 승용차의 프론트 서스펜션 구조를 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, it is possible to extend the rear bush installation point of the upper arm so that it is not necessary to perform a forging process, the formability is improved and the cost is reduced as well It is an object of the present invention to provide a front suspension structure of a passenger car which can reduce the load applied to the lower arm and prevent the buckling of the lower arm and the deflection of the rear bush installation point.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 승용차의 프론트 서스펜션 구조는, 차체 프레임에 어퍼암과 로어암이 장착되고, 상기 어퍼암과 상기 로어암의 사이에 너클이 연결되며, 상기 로어암에 진동 감쇄를 위한 쇽업소버가 설치되고, 상기 어퍼암에 스프링시트가 일체로 형성되며, 상기 스프링시트에 스프링의 하단이 안착되도록 장착된 것을 특징으로 한다.In the front suspension structure of a passenger car of the present invention for achieving the above object, an upper arm and a lower arm are mounted to a vehicle body frame, a knuckle is connected between the upper arm and the lower arm, and vibration damping is performed on the lower arm. The shock absorber is installed, the upper arm is formed with a spring sheet integrally, characterized in that the spring seat is mounted so that the bottom of the spring is seated.

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상기와 같이 스프링이 어퍼암 상면으로 이동함으로써 어퍼암의 후방 공간이 확보되어 어퍼암의 후방 부시 설치지점을 차량 후방으로 연장 성형할 수 있게 됨에 따라 크랙의 발생을 우려하지 않고 포밍 공정만으로 어퍼암을 성형할 수 있게 되었 다. 즉, 어퍼암의 성형성이 향상되고, 공정 수가 줄어듦으로써 제작 비용이 감소하게 된다.As the spring moves to the upper arm upper surface as described above, the rear space of the upper arm is secured and the rear bush installation point of the upper arm can be extended to the rear of the vehicle. It can be molded. That is, the moldability of an upper arm improves and manufacturing cost reduces by reducing a number of processes.

또한, 스프링에 걸리는 하중만큼 로어암에 걸리는 하중이 감소하므로 과도 하중에 의한 로어암의 좌굴 및 후방 부시 설치지점의 처짐 현상이 방지되는 효과가 있다.In addition, since the load on the lower arm is reduced by the load on the spring, there is an effect of preventing the buckling of the lower arm and the deflection of the rear bush installation point due to the excessive load.

또한, 종래에는 쇽업소버에 스프링을 설치하기 위해 별도로 제작된 스프링시트를 쇽업소버에 용접하였으나, 본 발명에서는 스프링시트가 어퍼암 제작시 일체로 형성되므로 별도의 제작 및 장착 공정이 필요 없게 되어 그에 따른 비용이 절감되는 효과가 있다.In addition, conventionally welded to the shock absorber, the spring sheet separately manufactured to install the spring on the shock absorber, in the present invention, because the spring sheet is formed integrally when manufacturing the upper arm, no separate manufacturing and mounting process is required accordingly The cost is reduced.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 도 6과 도 7을 참조하여 설명한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7.

도 6은 본 발명에 따른 서스펜션 구조의 평면도이고, 도 7은 이의 사시도이다.Figure 6 is a plan view of a suspension structure according to the present invention, Figure 7 is a perspective view thereof.

도시된 바와 같이, 어퍼암(10)과 로어암(20)은 소정의 높이 차를 두고 차체 프레임에 부시를 매개로 회동가능하게 장착되어 있다.As shown, the upper arm 10 and the lower arm 20 are rotatably mounted to the vehicle body frame via a bush with a predetermined height difference.

상기 어퍼암(10)과 로어암(20)의 사이에는 너클(30)이 볼조인트를 매개로 연결되어 있어서, 그 너클(30)에 드라이브샤프트(40)가 삽입되어 지지된다.The knuckle 30 is connected between the upper arm 10 and the lower arm 20 via a ball joint, and the drive shaft 40 is inserted into and supported by the knuckle 30.

상기 로어암(20)에는 쇽업소버(50)의 하단이 부시를 매개로 고정되고, 그 상단은 차체를 지지하도록 마운팅된다.The lower arm 20 is fixed to the lower end of the shock absorber 50 through the bush, the upper end is mounted to support the vehicle body.

한편, 상기와 같은 구조에 있어서 충격 흡수를 위한 스프링(60)은 상기 어퍼 암(10)에 설치된다.On the other hand, in the above structure, the spring 60 for shock absorption is installed in the upper arm (10).

즉, 어퍼암(10)에 원형의 스프링시트(11)를 일체로 형성하여, 그 스프링시트(11)에 스프링(60)의 하단이 지지되도록 하고, 스프링(60)의 상단은 그 상측 차체에 마운트된다.That is, the circular spring seat 11 is integrally formed on the upper arm 10 so that the lower end of the spring 60 is supported by the spring seat 11, and the upper end of the spring 60 is attached to the upper vehicle body. Is mounted.

여기서, 상기 쇽업소버(50)와 스프링(60)의 상측 마운트 구조는 종래의 일반적인 구조와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.Here, since the upper mount structure of the shock absorber 50 and the spring 60 is the same as the conventional general structure, a detailed description thereof will be omitted.

상기와 같이 스프링(60)이 종래 쇽업소버(50)에서 어퍼암(10)으로 이동함으로써 쇽업소버(50)의 외주에 아무것도 존재하지 않게 됨으로써 어퍼암(10)의 후방 공간이 확장된다.As described above, the spring 60 moves from the conventional shock absorber 50 to the upper arm 10 so that nothing exists on the outer periphery of the shock absorber 50, thereby expanding the rear space of the upper arm 10.

따라서, 어퍼암(10)의 후방 부시 설치지점(Cr)이 차량 후방 쪽으로 이동되도록 어퍼암(10)을 형성할 수 있게 된다.Therefore, the upper arm 10 can be formed such that the rear bush installation point Cr of the upper arm 10 is moved toward the rear of the vehicle.

즉, 어퍼암(10)의 전방 및 후방 부시 설치지점(Cf, Cr)의 사이 길이를 종래 보다 확장하여 성형할 수 있게 되므로 포밍에 의한 성형시 크랙(C)이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.That is, the length between the front and rear bush installation points (Cf, Cr) of the upper arm 10 can be formed by extending the length than conventionally, it is possible to prevent the occurrence of cracks (C) when forming by forming. .

따라서, 어퍼암(10)을 포밍에 의해서만 형성할 수 있게 되므로 어퍼암(10)의 성형성이 향상되고, 종래 추가로 실시하던 단조 공정이 필요 없게 되어 그로 인한 비용의 증가가 발생하지 않아 제작 비용이 절감된다.Therefore, since the upper arm 10 can be formed only by forming, the formability of the upper arm 10 is improved, and the forging process, which has been conventionally performed additionally, is not necessary, thereby increasing the cost. This is reduced.

한편, 상기와 같이 어퍼암(10)으로 스프링(60)이 이동함에 따라 스프링(60)에 걸리는 하중은 어퍼암(10)에 작용하게 되고, 상기 로어암(20)에는 영향을 미치지 않는다.Meanwhile, as the spring 60 moves to the upper arm 10 as described above, the load applied to the spring 60 acts on the upper arm 10 and does not affect the lower arm 20.

즉, 로어암(20)에는 쇽업소버(50)를 매개로 한 하중만이 전달되므로 종래에 비하여 걸리는 하중이 크게 줄어듦으로써 과도 하중에 의한 좌굴 및 후방 부시 설치지점(G)의 처짐 현상이 발생하지 않게 된다.That is, since only the load through the shock absorber 50 is transmitted to the lower arm 20, the load applied to the lower arm 20 is significantly reduced, so that the buckling and deflection of the rear bush installation point G due to the excessive load does not occur. Will not.

또한 상기와 같이 쇽업소버(50)에 의한 하중 부담이 감소됨으로써 로어암(20)의 전방 부시 설치지점(A)의 위치를 너클 연결지점(B)을 통한 횡력(F)의 작용선에 가깝게 위치시킬 수 있게 되어 횡강성의 향상을 도모할 수 있게 된다.In addition, the load burden by the shock absorber 50 is reduced as described above, thereby positioning the position of the front bush installation point A of the lower arm 20 close to the line of action of the lateral force F through the knuckle connection point B. As a result, the lateral stiffness can be improved.

한편, 종래에는 쇽업소버(50)의 외주에 스프링(60)을 설치하기 위해 스프링시트를 별물로 제작하고 이를 쇽업소버(50)에 용접고정하는 공정을 실시하였으므로 비용이 많이 들었으나, 본 발명은 스프링시트(11)를 어퍼암(10) 제작시 일체로 성형함으로써 스프링시트 제작 및 장착을 위한 별도의 비용 증가가 없게 된다.On the other hand, in the prior art, since the spring sheet is made of a separate material in order to install the spring 60 on the outer circumference of the shock absorber 50, and the welding process is fixed to the shock absorber 50, the present invention was expensive. Since the spring seat 11 is integrally molded at the time of manufacturing the upper arm 10, there is no additional cost increase for manufacturing and mounting the spring seat.

도 1은 종래 승용차의 프론트 서스펜션 구조를 도시한 사시도,1 is a perspective view showing a front suspension structure of a conventional passenger car,

도 2는 도 1의 평면도,2 is a plan view of FIG.

도 3은 어퍼암의 성형 한계 다이어그램,3 is a molding limit diagram of the upper arm,

도 4는 로어암의 형상과 횡력 및 쇽업소버 위치에 따른 횡강성을 설명하기 위한 모식도,Figure 4 is a schematic diagram for explaining the lateral stiffness according to the shape and lateral force of the lower arm and the shock absorber position,

도 5는 로어암에 좌굴이 발생하는 것을 보인 응력 분포도,5 is a stress distribution diagram showing that buckling occurs in the lower arm,

도 6은 본 발명에 따른 승용차의 프론트 서스펜션 구조를 도시한 평면도,6 is a plan view showing a front suspension structure of a passenger car according to the present invention;

도 7은 도 6의 사시도이다.7 is a perspective view of FIG. 6.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **

10 : 어퍼암 11 : 스프링시트10: upper arm 11: spring seat

20 : 로어암 30 : 너클20: lower arm 30: knuckle

40 : 드라이브샤프트 50 : 쇽업소버40: drive shaft 50: shock absorber

60 : 스프링60: spring

Claims (4)

차체 프레임에 어퍼암(10)과 로어암(20)이 장착되고, 상기 어퍼암(10)과 상기 로어암(20)의 사이에 너클(30)이 연결되며, 상기 로어암(20)에 진동 감쇄를 위한 쇽업소버(50)가 설치되고, 상기 어퍼암(10)에 스프링시트(11)가 일체로 형성되며, 상기 스프링시트(11)에 스프링(60)의 하단이 안착되도록 장착된 것을 특징으로 하는 승용차의 프론트 서스펜션 구조.The upper arm 10 and the lower arm 20 are mounted to the vehicle body frame, and a knuckle 30 is connected between the upper arm 10 and the lower arm 20 and vibrates on the lower arm 20. A shock absorber 50 for attenuation is installed, and the spring seat 11 is integrally formed on the upper arm 10, and the lower end of the spring 60 is mounted on the spring seat 11. Front suspension structure of passenger car. 삭제delete 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 스프링(60)의 이동에 의해 확보된 공간으로 상기 어퍼암(10)의 후방 부시 설치지점(Cr)이 연장 위치된 것을 특징으로 하는 승용차의 프론트 서스펜션 구조.The front suspension structure of the passenger car, characterized in that the rear bush installation point (Cr) of the upper arm 10 is extended to the space secured by the movement of the spring (60). 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 로어암(20)의 전방 부시 설치지점(A)의 위치를 너클 연결지점(B)을 통 한 횡력(F)의 작용선에 근접하여 위치시킨 것을 특징으로 하는 승용차의 프론트 서스펜션 구조.The front suspension structure of the passenger car, characterized in that the position of the front bush installation point (A) of the lower arm 20 is located close to the line of action of the lateral force (F) through the knuckle connection point (B).
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